Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Конструирование и расчёт автомобиля - файл 1.doc


Конструирование и расчёт автомобиля
скачать (1061 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc1061kb.29.11.2011 19:01скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4   5   6   7
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Федеральное агентство по образованию

Филиал государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ИНДУСТРИАЛЬНОГО

УНИВЕРСИТЕТА В Г. ВЯЗЬМЕ СМОЛЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

(ВФ ГОУ МГИУ)


Курсовая работа

Тема: Полноприводный грузовой автомобиль с расчётом прочностных характеристик комбинированного моста

Дисциплина: Конструирование и расчёт автомобиля

Специальность: 190201 «Автомобиле- и тракторостроение»

Группа: 05Ад41

Студент: Семёнов А.

Преподаватель: Харин В.А.


2009

Содержание


1. Расчет тягово-динамических характеристик 3

2. Конструкция комбинированного моста 20

3. Расчет параметров зубчатого конического соединения 22

БИБЛИОГРАФИЯ 26

Приложение А - Зависимость крутящего момента и мощности от частоты вращения коленчатого вала 27

Приложение Б -Зависимость силы тяги от скорости движения автомобиля 28

Приложение В - Зависимость лобового сопротивления воздуха от скорости движения 29

Приложение Г - Зависимость значения динамического фактора от скорости движения и передачи 30

Приложение Д - Коэффициент сопротивления качению 31

Приложение Е - Сила сопротивления качению на высшей передаче 32

Приложение Ж - Силовой баланс автомобиля 33

Приложение З - Мощностной баланс автомобиля 34

Приложение И - Коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от оборотов коленчатого вала 35

Приложение К - Коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от степени использования мощности 36

Приложение Л - Удельный расход топлива 37

Приложение М - Характеристика ускорения автомобиля 38

Приложение Н - Результаты расчетов пути и времени разгона 39



^

1. Расчет тягово-динамических характеристик


Общий вид автомобиля приведен на рисунке 1.1.



Рис 1.1 Внешний вид и основные размеры автомобиля.

Основные технические данные автомобиля [2,3]:

Колесная формула 44

Полная масса, кг 7900

Колея, мм 1800

Высота, мм 2820

Длинна, мм 5200

Двигатель:

тип: дизель

Коробка передач:

тип: механическая

Шины: 215/75 R17,5

Для анализа работы автомобильных и тракторных двигателей используются различные характеристики: скоростные, нагрузочные (тягово-динамические) регуляторные, регулировочные и специальные. Обычно все харак­теристики получают экспериментальным путем при испытаниях двигателей [9].

При проектировании но­вого двигателя отдельные характеристики (например, скоростная и нагрузочная) могут быть построены рас­четным путем. В этом слу­чае ряд параметров опреде­ляют по эмпирическим за­висимостям, полученным на основании обработки боль­шого числа опытных дан­ных.

Скоростная характери­стика показывает измене­ние мощности, крутящего момента, расходов топлива и других параметров от частоты вращения коленчато­го вала. Расчеты базируются на результатах теплового расчета и теплового баланса двигателя и изложены в ряде учебников, пособий. [13]

Тягово-динамические характеристики автомобиля

Мощность двигателя необходимая для достижения максимальной скорости определяется по формуле (1.1).

(1.1)

где – максимальная скорость движения автомобиля, км/ч, (=95);

– полная масса автомобиля, кг, (=7900);

– ускорение свободного падения, м/с2, ();

^ F – лобовая площадь автомобиля, м2;

kкоэффициент обтекаемости, Н*с24, (k =0,7);

– КПД трансмиссии, ();

(1.2)

где – коэффициент полноты лобовой площади, (= 1)[7];

В – ширина автомобиля, м, (В =1,80 м);

Н – высота автомобиля, м, (Н=2,82 м);

Лобовая площадь трактора рассчитывается согласно формуле (1.2):

F=*В*Н=1*1,8*2,82=5,08 м2

Используя эти данные, рассчитаем мощность двигателя при максимальной скорости по формуле (1.1):


Построение внешней скоростной характеристики [7].

Nex=Ne*, кВт (1.3)

где Nex – эффективная мощность в искомой точке скоростной характеристики двигателя, кВт;

Ne – номинальная эффективная мощность двигателя, кВт;

nx – выбранные значения текущей частоты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;

nN частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности, об/мин (nN=3500 об/мин)[2].

Согласно формуле (1.3) рассчитываем:



Результаты расчетов сводим в приложение А.

Определение эффективного крутящего момента двигателя

Мех = 9550*, Нм (1.4)

Согласно формуле (1.4) рассчитываем:

Мех= 9550*=9550*=345,8 Н*м

Результаты расчета сводим в приложение А.


Рисунок 1.2 - Эффективная мощность двигателя



Рисунок 1.3 - Эффективный крутящий момент двигателя

Радиус качения вычисляем из следующего выражения:

(1.5)

где d-посадочный диаметр шины, м, (d=0,445);

Вш–высота профиля шины, м, (Вш =0,161);

λш–коэффициент смятия шины, (λш=0,9).



Расчет передаточных отношений трансмиссии.

Значение передаточного числа главной передачи определяют по формуле (1.6):

, (1.6)

где – передаточное число на высшей передаче, ().

Согласно формулы (1.6):



Передаточное число первой передачи определяется по формуле:

(1.7)

где – максимальный коэффициент сопротивления дороги, ()[3];

– максимальный крутящий момент на валу двигателя, Н*м, ();

Вычисляем передаточное число первой передачи согласно (1.7):



Передаточные числа коробки передач, начиная со второй, определяются по формуле:

(1.8)

где – число передач, ();

– номер передачи.

Согласно выражения (1.8) рассчитываем передаточное число второй передачи:



Согласно выражения (1.8) рассчитываем передаточное число третьей и четвертой передачи:





Как указывалось ранее .

Расчет передаточных отношений трансмиссии.

iк= uкп*iгл; (1.9)

где uкп передаточное число коробки передач;

iгл передаточное число главной передачи.

Согласно формуле (1.9):

для первой передачи- i1 = u1*iгл =9,57*5,14=49,14;

для второй передачи- i 2= u2*iгл=5,44*5,14=27,94;

для третьей передачи- i 3= u3*iгл =3,09*5,14=15,89;

для четвертой передачи- i 4=u4*iгл =1,76*5,14=9,03;

для пятой передачи- i5=u5*iгл =1*5,14=5,14.
Расчет значений тяговых сил.

Сила тяги на ведущих колесах выражается следующим образом

Рk= (1.10)

где ik – передаточное отношение трансмиссии;

ηТ – механический к.п.д. трансмиссии (ηТ =0,9)[5];

rК радиус качения колеса, м, (rК = 0,37 м)[3].

Согласно (1.10) для первой передачи получаем следующее значение силы тяги:

Рk1==

Результаты вычислений сводим в приложение Б.

Расчет значений кинематической скорости.

, км/ч (1.11)

Скорость для первой передачи:



Результаты вычислений сводим в приложение Б.

По данным приложения Б строим тяговую характеристику автомобиля на рисунке 1.4.



1 — на первой передаче; 2 — на второй передаче; 3 — на третьей передаче; 4 — на четвертой передаче; 5–на пятой передаче.

Рисунок 1.4 - Тяговая характеристика автомобиля
Определение силы аэродинамического сопротивления.

(1.12)

где k коэффициент обтекаемости, Н*с24 (k=0,7 Н*с24) [5];

F – лобовая площадь автомобиля, м2,

Согласно (1.12) получаем следующее значение силы аэродинамического сопротивления:



Результаты вычислений сводим в приложение В.

Расчет динамического фактора.
D= (1.13)

где D – динамический фактор представляет собой остаточную силу тяги автомобиля;

mполная масса автомобиля, кг,(m =7900 кг).

D==

Результаты вычислений сводим в приложение Г

По данным приложения Г строим график на рисунке1.5.

1 — на первой передаче; 2 — на второй передаче; 3 — на третьей передаче; 4 — на четвертой передаче; 5–на пятой передаче.

Рисунок 1.5 - Динамическая характеристика автомобиля

Сила сопротивления качению

Коэффициент сопротивления качению в зависимости от скорости приближенно можно выразить по формуле:
(1.14)

Согласно (1.14) рассчитываем значение коэффициента:



Результаты вычислений сводим в приложение Д.

Сила сопротивления качению определяется выражением:

Pf = f*m* g, H (1.15)

Согласно (1.15) производим вычисления для высшей передачи:

Pf = f*m* g=0,0134*7900*9,81=1038,6 H

Рассчитанные значения сводим в приложение Е.
Силовой баланс автомобиля.

Значения сил сопротивления (см. приложения В и Е) и силы тяги (см. приложение Б) для пятой передачи сводим в приложение Ж.

По данным приложения Ж строим график на рисунке 1.6.


1 – Pk1, сила тяги на ведущих колесах на первой передаче; 2– Pk2, сила тяги на ведущих колесах на второй передаче; 3– Pk3, сила тяги на ведущих колесах на третьей передаче; 4 – Pk4, сила тяги на ведущих колесах на четвертой передаче; 5 – Pk5, сила тяги на ведущих колесах на пятой передаче; 6 – Pw, сила сопротивления воздуха; 7 – Рf, сила сопротивления качения; 8 –Pw+Pf .

Рисунок 1.6 - Силовой баланс автомобиля

Мощностной баланс автомобиля на высшей передаче.

Мощностной баланс автомобиля на каждой передаче показывает соотношение между мощностью, которой обладает автомобиль на данной передаче и мощностью, которую требуется потратить для движения с данной скоростью [5].

Мощность на ведущих колесах.

, кВт (1.16)

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качения.

, кВт (1.17)

Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха.

, кВт (1.18)
Вычисления производим для пятой передачи, согласно (1.16), (1.17) и (1.18):





.

Результаты вычислений сводим в приложение З.

По данным приложения З строим график представленный на рисунке 1.7.



1 – Nk, мощность на ведущих колесах; 2 – Nw, мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха; 3 – Nf, мощность, затрачиваемые на преодоление сопротивления качения; 4 –Nw+Nf .

Рисунок 1.7 - Мощностной баланс автомобиля
Расчет расхода топлива

Топливно-экономическая характеристика определяется удельным эффективным расходом топлива по формуле:

(1.19)

где gN – удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности двигателя, (=220) [5];

kn – коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от оборотов коленчатого вала двигателя;

kN – коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от степени использования мощности двигателя.

Удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности для бензиновых двигателей составляет 300...340 г/(кВт*ч), а для дизелей- 220...260 г/(кВт-ч) [5].

Коэффициент kn (приложение И) определяется в зависимости от отношения оборотов коленчатого вала двигателя при текущем и максимальном значениях мощности [5].

Коэффициент KИ определяется в зависимости от степени использования мощности двигателя ^ И. Степень использования мощности двигателя И определяется из соотношения:

(1.20)

Производим расчет для пятой передачи и двух значений.

Согласно формуле (1.20):



Результаты вычислений сводим в приложение К.

Согласно (1.19) рассчитываем ge:



Уравнение расхода топлива автомобилем:

(1.21)

где ρт – плотность топлива, ( =0,74 кг/л) [5];

ηтр – КПД трансмиссии;

V – скорость движения автомобиля, км/ч.

Согласно (1.21) для пятой передачи получаем:


По полученным значениям зависимости расхода топлива строим график топливной экономичности автомобиля приведенный на рисунке 1.8.



Рисунок 1.8 - Удельный расход топлива



Рисунок 1.9 - Путевой расход топлива

Характеристика ускорения автомобиля.

Характеристика ускорения автомобиля представляет собой зависимость ускорения от скорости движения на каждой передаче. Ускорение, которое может развивать автомобиль при движении на заданной передаче, находится по формуле:

(1.22)

где J – ускорение автомобиля,;

D – динамический фактор соответствующей передачи и скорости;

g – ускорение свободного падения, ;

f – коэффициент сопротивлению качения;

– коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс двигателя и колес.

Значения коэффициента сопротивления качению от скорости сведены в приложении Д.

Вычисляем коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс двигателя и колес.

(1.23)

где – передаточное число коробки передач.

Для первой передачи согласно (1.23):



Тогда ускорение для первого значения скорости равно согласно (1.22):



Результаты аналогичных расчетов ускорения занесем в приложении М.

Результаты вычислений представлены на рисунке 1.10.



1 — на первой передаче; 2 — на второй передаче; 3 — на третьей передаче; 4 — на четвертой передаче; 5 — на пятой передаче.

Рисунок 1.10 - Характеристика ускорения автомобиля.

Характеристика разгона автомобиля.

В процессе эксплуатации автомобиль движется равномерно сравнительно непродолжительное время. Большую часть времени автомобиль движется неравномерно. Так, в условиях города автомобиль движется с постоянной скоростью 15…25% времени работы, а ускоренно (при разгоне) – 30…45%.

Разгон автомобиля во многом зависит от приемистости, т.е. способности быстро увеличивать скорость движения.

Показателями разгона автомобиля являются ускорение при разгоне j, м/с, время разгона t, с, и путь разгона S, м.

Время и путь разгона определяются следующим образом. Кривые графика ускорений (рисунок 1.9) разбивают на ряд отрезков, соответствующих определенным интервалам скоростей. Полагается, что в каждом интервале скоростей разгон происходит с постоянным, средним ускорением:

(1.24)

где j – ускорения в начале интервала скоростей, ;

j – ускорения в конце интервала скоростей, .

Согласно формуле (1.24) рассчитываем значение среднего ускорения:

.

Рассчитанные значения сводим в приложение Н.

Время разгона в заданном интервале скоростей:

t = , с (1.25)

где V – изменение скорости от Vн до Vk т.е. начальной и конечной скорости в заданном интервале скоростей, м/с.

V = Vk Vн, м/с (1.26)

Согласно (1.26):

V = Vk Vн =1,1–0,5=0,55 м/с.

Согласно (1.25):

t =

Рассчитанные значения сводим в приложение Н.

При разгоне от скорости Vн до скорости Vk путь разгона в этом интервале скоростей будет:

(1.27)

Согласно формуле (1.27):



Результаты вычислений сводим в приложение Н.

Время переключения передач для дизельного двигателя составляет примерно 1 – 2 с [5].

Падение скорости при переключении передач:

(1.28)

где t – время переключения передач, с, (t=1,5 с);

Согласно выражению (1.28):

.

Результаты вычислений сводим в приложении Н.

Путь, пройденный автомобилем за время переключения передачи:

, м (1.29)

Согласно формуле (1.29):

.

Результаты вычислений сводим в приложение Н.

По полученным данным строим графики на рисунках 1.11 и 1.12.



Рисунок 1.11 - График времени разгона


Рисунок 1.12 - График пути разгона
  1   2   3   4   5   6   7



Скачать файл (1061 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации